实验六--Verilog设计分频器计数器电路答案

verilog 数字系统设计教程习题答案第二章HDL 既是一种行为描述语言，也是一种结构描述语言。

如果按照一定的规则和风格编写代码，就可以将功能行为模块通过工具自动转化为门级互联的结构模块。

这意味着利用Verilog 语言所提供的功能，就可以构造一个模块间的清晰结构来描述复杂的大型设计，并对所需的逻辑电路进行严格的设计。

2.模块的基本结构由关键词module和endmodule构成。

3.一个复杂电路系统的完整Verilog HDL 模型是由若干个VerilogHDL模块构成的，每一个模块又可以由若干个子模块构成。

其中有些模块需要综合成具体电路，而有些模块只是与用户所设计的模块交互的现存电路或激励信号源。

利用Verilog HDL语言结构所提供的这种功能就可以构造一个模块间的清晰层次结构来描述极其复杂的大型设计，并对所作设计的逻辑电路进行严格的验证。

HDL和VHDL乍为描述硬件电路设计的语言，其共同的特点在于：能形式化地抽象表示电路的结构和行为、支持逻辑设计中层次与领域的描述、可借用高级语言的精巧结构来简化电路的描述、具有电路仿真与验证机制以保证设计的正确性、支持电路描述由高层到低层的综合转换、硬件描述与实现工艺无关（有关工艺参数可通过语言提供的属性包括进去）、便于文档管理、易于理解和设计重用。

5.不是6.将用行为和功能层次表达的电子系统转换为低层次的便于具体实现的模块组合装配的过程。

7.综合工具可以把HDL变成门级网表。

这方面Synopsys工具占有较大的优势，它的Design Compile 是作为一个综合的工业标准，它还有另外一个产品叫Behavior Compiler ，可以提供更高级的综合。

另外最近美国又出了一个软件叫Ambit ，据说比Synopsys 的软件更有效，可以综合50万门的电路，速度更快。

今年初Ambit 被Cadence 公司收购，为此Cade nee放弃了它原来的综合软件Syn ergy。

数字系统设计与veriloghdl课后答案【篇一：数字逻辑与数字系统设计习题参考答案】>第1章习题解答1.3 (1)86(2)219(3)106.25(4)0.6875 (4)0.1011.4 (1)101111(2)1001000(3)100001l.111.5 (1)(117)10=(165)8=(1110101)2=(75)16(2)(3452)10=(6574)8=(110101111100)2=(d7c)16(3)(23768.6875)10=(56330.54)8=(101110011011000.1011)2=(5cd 8.b)16 (4)(0.625)10=(0.5)8=(0.101)2=(0.a)16 1.6(1)(117)8=(1001111)2=(79)10(2)(7456)8=(111100101110)2=(3886)10(3)(23765.64)8=(10 0111 1111 0101.1101)2=(10229.8125)10(4)(0.746)8=(0.11111)2=(0.96875)10 1.7 (1)(9a)16=(10011010)2=(154)10(2) (3cf6)16=(11110011110110)2=(15606)10(3) (7ffe.6)16=(111111*********.011)2=(32766.375)10 (4)(0.c4)16=(0.110001)2=(0.765625)10 1-8(1)(125)10=(000100100101)8421bcd(2)(7342)10=(0111001101000010)8421bcd(3)(2018.49)10=(0010000000011000.01001001)8421bcd(4)(0.785)10=(0.011110000101)8421bcd1.9(1)(106)10=(1101010)2 原码=反码=补码=01101010 (2)(-98)10=(-1100010)2原码=11100010反码=10011101 补码=11100011(3)(-123)10=(-1111011)2 原码=11111011反码=10000101 补码=11111011(4)(-0.8125)10=(-0.1101)2 原码=1.1101000反码=1.0010111 补码=1.00110001.10(1)(104)10=(1101000)2 [1101000]补=01101000(-97)10=(-1100001)2 [-1100001]补=1001111101101000 + 10011111 0000011110000011 + 01001111 11010010[104-97]补=01101000+10011111=00000111, 104-97=(00000111)2=7 (2) (-125)10=(-1111101)2(79)10=(01001111)2[-1111101]补=10000011 [01001111]补=0100111101111000 [-125+79]补=10000011+01001111=11010010，-125+79=(-0101110)2=-46 (3) (120)10=(1111000)2[01111000]补=01111000(-67)10=(-1000011)2[-1000011]补=10111101[120-67]补=10000011+01001111=00110101，-125+79=(00110101)2=53 (4) (-87)10=(-1010111)2[-1010111]补=10101001(12)10=(1100)2[1100]补=00001100[-87+12]补=10101001+00001100=10110101，-125+79=(-1001011)2=-75+ 10111101 0011010110101001+ 00001100 10110101第2章习题解答2.3 解：根据逻辑图可直接写出逻辑表达式：(a) f=ab?bc；(b)f=abbcac解：设3个输入变量分别为a、b、c，输出为f，按题意，其中有奇数个为1，则输出f＝1，因此可写出其逻辑表达式为f=abc?abc?abc?abc。

设计练习进阶前言：在前面九章学习的基础上，通过本章的练习，一定能逐步掌握Verilog HDL设计的要点。

我们可以先理解样板模块中每一条语句的作用，然后对样板模块进行综合前和综合后仿真，再独立完成每一阶段规定的练习。

当十个阶段的练习做完后，便可以开始设计一些简单的逻辑电路和系统。

很快我们就能过渡到设计相当复杂的数字逻辑系统。

当然，复杂的数字逻辑系统的设计和验证，不但需要系统结构的知识和经验的积累，还需要了解更多的语法现象和掌握高级的Verilog HDL系统任务，以及与C语言模块接口的方法（即PLI），这些已超出的本书的范围。

有兴趣的同学可以阅读Verilog语法参考资料和有关文献，自己学习，我们将在下一本书中介绍Verilog较高级的用法。

练习一．简单的组合逻辑设计目的: 掌握基本组合逻辑电路的实现方法。

这是一个可综合的数据比较器，很容易看出它的功能是比较数据a与数据b，如果两个数据相同，则给出结果1，否则给出结果0。

在Verilog HDL中，描述组合逻辑时常使用assign 结构。

注意equal=(a==b)1:0,这是一种在组合逻辑实现分支判断时常使用的格式。

模块源代码：" qual(equal),.a(a),.b(b)); 简单时序逻辑电路的设计目的：掌握基本时序逻辑电路的实现。

在Verilog HDL中，相对于组合逻辑电路，时序逻辑电路也有规定的表述方式。

在可综合的Verilog HDL模型，我们通常使用always块和@(posedge clk)或@(negedge clk)的结构来表述时序逻辑。

下面是一个1/2分频器的可综合模型。

eset(reset),.clk_in(clk),.clk_out(clk_out));endmodule仿真波形：练习：依然作clk_in的二分频clk_out，要求输出与上例的输出正好反相。

编写测试模块，给出仿真波形。

练习三. 利用条件语句实现较复杂的时序逻辑电路目的：掌握条件语句在Verilog HDL中的使用。

实验六Ｖerilog设计分频器/计数器电路一、实验目的1、进一步掌握最基本时序电路的实现方法;2、学习分频器/计数器时序电路程序的编写方法；３、进一步学习同步和异步时序电路程序的编写方法。

二、实验内容1、用Verｉlog设计一个10分频的分频器,要求输入为cｌocｋ（上升沿有效)，reseｔ（低电平复位）,输出clocｋout为4个clock周期的低电平，4个ｃlｏcｋ周期的高电平）,文件命名为fｅnｐinｑｉ10。

v.2、用Verilｏg设计一异步清零的十进制加法计数器,要求输入为时钟端ＣLＫ（上升沿）和异步清除端CLＲ（高电平复位），输出为进位端C和4位计数输出端Q,文件命名为ｃouｔe ｒ1０．v。

3、用Verilog设计８位同步二进制加减法计数器,输入为时钟端ＣLK(上升沿有效)和异步清除端CLR(低电平有效)，加减控制端ＵＰDOWN,当UPDOＷＮ为1时执行加法计数，为0时执行减法计数;输出为进位端Ｃ和8位计数输出端Ｑ,文件命名为coutｅr8.v。

4、用VEＲILＯG设计一可变模数计数器，设计要求：令输入信号M１和Ｍ0控制计数模,当M1M0=00时为模1８加法计数器；M1M０=0１时为模4加法计数器；当M1M0=１0时为模12加法计数器；M1M0=1１时为模6加法计数器，输入cｌk上升沿有效，文件命名为mcouｔ5。

ｖ。

5、ＶｅriｌogHＤL设计有时钟时能的两位十进制计数器，有时钟使能的两位十进制计数器的元件符号如图所示，ＣLＫ是时钟输入端，上升沿有效;ENA是时钟使能控制输入端，高电平有效,当ENA=1时，时钟CＬK才能输入;ＣＬR是复位输入端，高电平有效,异步清零；Ｑ［３．。

0］是计数器低4位状态输出端，Q[7.．0]是高4位状态输出端；ＣＯUT是进位输出端.三、实验步骤实验一：分频器1、建立工程2、创建Veｒilog HDＬ文件3、输入10分频器程序代码并保存4、进行综合编译5、新建波形文件6、导入引脚7、设置信号源并保存8、生成网表9、功能仿真10、仿真结果分析由仿真结果可以看出ｃlockoｕｔ输出５个ｃloｃｋ周期的低电平和5个clock的高电平达到10分频的效果，设计正确。

分频器的verilog设计笔者最近由于实验室⽼师的任务安排重新⼜看了⼀下分频器的verilog实现，现总结如下，待以后查看之⽤（重点是查看计数器计到哪个值clk_out进⾏状态翻转）1.偶数分频占空⽐为50%其实质还是⼀个N计数器模块来实现，⾸先要有复位信号，这个复位信号的作⽤就是使计数器和分频输出clk_out刚开始有⼀个复位值，其次就是计数翻转了，注意这⾥是计到哪个值翻转，⾸先刚开始时reset复位时计数器赋初值为0，然后计数器计到N/2-1时进⾏clk-out状态翻转，即clk_out<=~clk_out,此时别忘了计数器接着加1操作（count<=count+1）,紧接着在计数器计到N-1时clk_out再翻转状态，与此同时计数器进⾏清零操作。

count<=0;这部分的程序代码如下：module tmm_c(clk,reset,m,clk_out);input clk;input reset;input [7:0]m;output clk_out;reg [7:0]count;reg clk_out;always@(posedge clk)beginif(reset)begincount<=0;clk_out<=0;endelseif(count==m-1)beginclk_out<=~clk_out;count<=0;endelseif(count==m/2-1)beginclk_out<=~clk_out;count<=count+1;endelsecount<=count+1;endendmodule与此相关的testbench代码如下：`timescale 1ns/1nsmodule tmm_c_tb;reg clk;reg reset;reg[7:0] m;wire clk_out;tmm_c u1(clk,reset,m,clk_out);initialbeginclk=0;reset=1;always #5 clk=~clk;endmodulemodelsim仿真波形图：2.奇数分频占空⽐为50%其实质也是⼀个计数器，思想和偶数分频相似，不过奇数分频前期需要两个always模块，这两个always模块的输出分别为clk_out1、clk_out2,⽤到两个count1、count2，其中clk_out1的输出是待分频时钟的上升沿触发进⾏的计数输出的结果，这个也需要计数器模块和reset 复位信号，但此时计到何值clk_out1进⾏翻转呢？复位完之后还是输出和计数全部为零，然后当计数到count=(N-1)/2时clk_out1进⾏翻转，计数到count=N-1时计数器清零，clk_out进⾏翻转。

实验六基于VHDL语言的分频器设计与实现报告一、实验目的1、进一步掌握VHDL语言的基本结构及设计的输入方法。

2、掌握VHDL基本逻辑电路的综合设计应用。

二、实验原理在数字电路系统中，分频电路应用得十分广泛。

例如，工程人员常常使用分频电路来得到数字通信中的帧头信号、选通信号以及中断信号等。

因此，分频电路在数字电路系统的设计中也应该作为重要的基本电路来掌握，从而给今后的一些设计带来方便。

三、实验内容1、设计并实现一个6分频的分频电路，要求其输出信号的占空比为50％。

请分析分频电路设计原理并编写VHDL语言程序，利用Max+PlusII开发软件对其进行编译和仿真。

6分频电路实现程序代码如下：2、在实际数字电路设计过程中，往往需要得到占空比不是1：1的分频时钟，方法是：首先描述一个计数器电路，然后根据计数器电路的并行输出信号来决定输出时钟的高低电平。

请设计、编写VHDL 语言程序实现分频后时钟信号的占空比为1：15的16分频电路，并利用Max+PlusII开发软件对其进行编译和仿真。

四、实验设计1．程序代码：图library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity clk_div6 isport(clk:in std_logic;clk_out:out std_logic);end clk_div6;architecture rtl of clk_div6 issignal clk_temp:std_logic;beginprocess(clk)variable counter:integer range 0 to 15;constant md:integer:=2;beginif clk'event and clk='1'thenif counter=md thencounter:=0;clk_temp<=not clk_temp;elsecounter:=counter+1;end if;end if;end process;clk_out<=clk_temp;end rtl;2.仿真结果：五、实验结果分析本实验利用VHDL语言设计分频电路，目的在于进一步掌握VHDL语言的基本结构及设计的输入方法，掌握VHDL基本逻辑电路的综合设计应用。

veriloghdl数字设计与综合答案【篇一：verilog习题选答】txt>答：fpga中，由程序来转换为可烧录的二进制码。

ic设计中，主要是由design-compiler来实现。

2．能否说模块相当于电路图中的功能模块，端口相当于功能模块的 3．assign声明语句,实例元件,always块,这三类描述中哪一种直接与电路结构有关?4．由连续赋值语句（assign）赋值的变量能否是reg型的？答：赋值运算分为连续赋值和过程赋值两种。

（1）连续赋值连续赋值语句只能对线网型变量进行赋值，而不能对寄存器型变量进行赋值，基本的语法结构为：assign #(延时量) 线网型变量名 = 赋值表达式; 一个线网型变量一旦被连续赋值语句赋值后，赋值语句右端赋值表达式的值将持续对赋值变量产生连续驱动，只要右端表达式任一操作数的值发生变化，就会立即触发对赋值变量的更新操作。

（2）过程赋值过程赋值主要用于两种结构化模块（initial和always）中的赋值语句。

在过程块中只能使用过程赋值语句，不能在过程块中出现连续赋值语句，同时过程赋值语句也只能用在过程赋值模块中。

基本的语法结构为：被赋值变量赋值操作符赋值表达式，其中，赋值操作符是“=”或“=”，它分别代表了阻塞赋值和非阻塞赋值类型。

过程赋值语句只能对寄存器类型的变量进行赋值，经过赋值后，上面这些变量的值将保持不变，直到另一条赋值语句对变量重新赋值为止。

5．如果都不带时间延迟、阻塞和非阻塞赋值有何不同？说明它们的不同点？答：代码1：module test(a,b,c,d,y); //两个与逻辑，1个或逻辑input a,b,c,d;output y;reg y,tmp1,tmp2;always @(a or b or c or d)// y的值并不等于当前的tmp1，tmp2相或的值，而是等于上 begin一次运算时tmp1，tmp2相或的值。

相当于一个延迟，在第2 tmp1 = ab; 次always模块运行完后得到想要的y值tmp2 = cd;y = tmp1|tmp2;endendmodule代码2：基本与代码1一样，只是在always的敏感列表中加入了temp1，temp2module test(a,b,c,d,y);input a,b,c,d;output y;reg y,tmp1,tmp2;always @(a or b or c or d or tmp1 or tmp2)//与代码一不同，begintmp1 = ab;tmp2 = cd;y = tmp1|tmp2;endendmodule代码3：在代码2中加进参数j，来帮助判断always模块的运行次数：module test(a,b,c,d,y);input a,b,c,d;output y;reg y,tmp1,tmp2;reg [8:0]j=0;always @(a or b or c or d or tmp1 or tmp2)beginj = j + 1;#5 //这里加了一个延时，方便分析tmp1 = ab;延迟消失了。

6. 偶数分频器的设计rate=even（偶数），占空比50%设计原理：定义一个计数器对输入时钟进行计数，（1）在计数的前一半时间里，输出高电平，（2）在计数的后一半时间里，输出低电平，这样输出的信号就是占空比为50%的偶数分频信号。

例如，设计一个6分频电路。

对什么计数？①计数值为0~2输出高电平，②计数值为3~5输出低电平。

上升沿计数一个计数周期0112分频module divder_even(clkin,clkout);parameter n=2;input clkin;output clkout;integer cnt;reg clkout;always@(posedge clkin)beginif(cnt<n-1) cnt<=cnt+1;else cnt<=0;endalways@(cnt)beginif(cnt<n/2) clkout<=1'b1;else clkout<=1'b0;end endmodule计数过程判断赋值过程module divder_even(clkin,clkout);parameter n=2;input clkin;output clkout;integer cnt;reg clkout;always@(posedge clkin)beginif(cnt==n/2-1)begincnt<=0;clkout<=~clkout;endelse cnt<=cnt+1;endendmodule 2分频分析4分频分析二分频四分频知识小结1.移位寄存器的verilog描述。

2.偶数分频的verilog描述。

作业1.设计一个5位串入并出的移位寄存器。

Clear ：同步清零；clkin ：时钟输入；databit ：位输入y[4..0]并行数据输出；2.设计一个4位并入串出的移位寄存器Clear ：同步清零；clkin ：时钟输入(移位)；dataIn ：并行数据输入，y ：串行数据输出。

实验二：组合逻辑电路设计一、实验目的：学习组合逻辑电路，学习译码器的功能与定义，学习Verilog语言。

二、实验内容：编写3-8译码器的Verilog 代码并仿真，编译下载验证。

三、实验环境PC 机（Pentium100 以上）、Altera Quartus II 6.0 CPLD/FPGA 集成开发环境、AR1000核心板、SOPC-MBoard板、ByteBlaster II 下载电缆。

四、实验原理译码是编码的逆过程，它的功能是将特定含义的二进制码进行辨别，并转换成控制信号，具有译码功能的逻辑电路成为译码器。

译码器可分为两种类型，一种是将一系列代码转换成与之一一对应得有效信号。

这种译码器可以称为唯一地址译码器，它常用于计算机中对存储器单元地址的译码，即将每一个地址代码换成一个有效信号，从而选中对应的单元。

另一种是将一种代码转换成另一种代码，所以也称为代码变换器。

五、实验过程1.代码2.编译成功3.波形simulation4．仿真波形图实验三：时序逻辑电路设计（一）一、实验目的：学习时序逻辑电路，学习计数器的原理，学习Verilog。

二、实验内容：编写一个带预置输入，清零输入，可加/可减计数器的Verilog 代码并仿真。

三、实验环境PC 机（Pentium100 以上）、Altera Quartus II 6.0 CPLD/FPGA 集成开发环境。

四、实验原理计数器是数字系统中用的较多的基本逻辑器件。

它不仅能记录输入时钟脉冲的个数，还可以实现分频、定时等功能。

计数器的种类很多。

按脉冲方式可以分为同步计数器和异步计数器；按进制可以分为二进制计数器和非二进制计数器；按计数过程数字的增减，可分为加计数器、减计数器和可逆计数器。

本实验就是设计一个4位二进制加减法计数器，该计数器可以通过一个控制信号决定计数器时加计数还是减计数，另外，该寄存器还有一个清零输入，低电平有效。

还有一个load装载数据的信号输入，用于预置数据；还有一个C的输出，用于计数器的级联。

Verilog设计练习十例及答案设计练习进阶前言：在前面九章学习的基础上，通过本章的练习，一定能逐步掌握Verilog HDL设计的要点。

我们可以先理解样板模块中每一条语句的作用，然后对样板模块进行综合前和综合后仿真，再独立完成每一阶段规定的练习。

当十个阶段的练习做完后，便可以开始设计一些简单的逻辑电路和系统。

很快我们就能过渡到设计相当复杂的数字逻辑系统。

当然，复杂的数字逻辑系统的设计和验证，不但需要系统结构的知识和经验的积累，还需要了解更多的语法现象和掌握高级的Verilog HDL 系统任务，以及与C语言模块接口的方法（即PLI），这些已超出的本书的范围。

有兴趣的同学可以阅读Verilog语法参考资料和有关文献，自己学习，我们将在下一本书中介绍Verilog较高级的用法。

练习一．简单的组合逻辑设计目的: 掌握基本组合逻辑电路的实现方法。

这是一个可综合的数据比较器，很容易看出它的功能是比较数据a 与数据b，如果两个数据相同，则给出结果1，否则给出结果0。

在Verilog HDL中，描述组合逻辑时常使用assign 结构。

注意equal=(a==b)?1:0,这是一种在组合逻辑实现分支判断时常使用的格式。

模块源代码：//--------------- compare.v -----------------module compare(equal,a,b);input a,b;output equal;assign equal=(a==b)?1:0; //a等于b时，equal输出为1；a不等于b时，//equal输出为0。

endmodule测试模块用于检测模块设计得正确与否，它给出模块的输入信号，观察模块的内部信号和输出信号，如果发现结果与预期的有所偏差，则要对设计模块进行修改。

测试模块源代码：`timescale 1ns/1ns //定义时间单位。

`include "./compare.v" //包含模块文件。

远程FPGA虚拟实验平台⽤SystemVerilogHDL实现计数器和分频器远程FPGA虚拟实验平台⽤SystemVerilog HDL实现计数器和分频器原理计数器本实验中，材料给出的计数器是⼆进制来分频的，就搞得还挺⿇烦。

/** The input port is replaced with an internal signal **/wire reset =PB[0];wire clk;/************* The logic of this experiment *************/logic [23:0] count;always@(posedge CLOCK or posedge reset)beginif(reset)count <=0;elsecount <= count+1;endassign clk = count[22];//2^23，详解见下⽅logic [7:0]q;always @ (posedge clk or posedge reset)if(reset)q <=1;elseq <={q[6:0], q[7]};/****** Internal signal assignment to output port *******/assign L[7:0]= q[7:0];endmodule由代码可知，在CLOCK输出2个信号后，clk=1，然后CLOCK需要再输出2个信号，使clk=0。

这个过程的时间是2（次）/10M（次/秒），约为838毫秒。

测试界⾯的刷新间隔T实际上是，每隔T时间显⽰⼀下虚拟实验⾯板当前的情况，如果在测试时刷新间隔T=1000ms，会使得刷新不完全按照分频器转换后的频率来，所以刷着刷着就跳过了某⼏次，这个“某⼏次”是可以算的，但是我懒得算。

也就是说，只要刷新间隔T<=838ms就能让每个灯都亮了，但是如果不是838的倍数，灯亮的时候就不匀速，有点抽风。

五邑大学实验报告实验课程名称)数字频率计的Verilog HDL语言实现院系名称：信息工程学院专业名称：通信工程(物联网工程)实验项目名称：EDA实验班级： 110711学号：。

报告人：冯剑波实验六 数字频率计的Verilog HDL 语言实现一、实验目的：1、掌握较复杂数字电路或系统的纯Verilog HDL 实现方法；2、体会纯Verilog HDL 语言输入设计与原理图输入设计的差别。

二、实验原理：【数字频率计是用来测量输入信号的频率并显示测量结果的系统。

一般基准时钟的高电平的持续时间为s T 10 ，若在这0T 内被测信号的周期数为N 则被测信号的频率就是N ，选择不同的0T ，可以得到不同的测量精度。

一般0T 越大，测量精度越高，但一次的测量时间及频率计所需的硬件资源也增加。

三、设计任务与要求：1、设计一个6位频率计，测量范围从1Hz 到99 99 99Hz ，测量结果用6个数码管显示，基准时钟频率为1Hz ；2、只显示测量结果，中间计数过程不显示；结果更新时间2秒一次；3、频率计只设一个复位键，按下该键（reset=0）系统复位，释放该键（reset=1）系统工作，测量并显示结果。

4、显示用静态方式；5、用Verilog HDL 实现上述要求的频率计。

四、设计源程序及注释与仿真结果设计源程序：module pinlvji(oHEX0,oHEX1,oHEX2,oHEX3,oHEX4,oHEX5,clk_50M,clk_1Hz,reset,signal_out); @input clk_50M,reset; //50MHz 时钟输入、复位output[6:0] oHEX0,oHEX1,oHEX2,oHEX3,oHEX4,oHEX5; //数码管0-5，分别显示个、十、百、千、万、十万位的数字output reg clk_1Hz;output reg signal_out; reg signal_in; reg[29:0] cnt;reg[29:0] cnt1; reg count_en; //计数允许，count_en=1时计数，下降沿到来时锁存reg load; reg[3:0] ge,shi,bai,qian,wan,shiwan; reg cout1,cout2,cout3,cout4,cout5;reg[3:0] q0,q1,q2,q3,q4,q5;wire clr; always @(posedge clk_50M) //改变Hz 的范围，自己设定的频率1Hz-999999Hzbegincnt1=cnt1+1;if(cnt1<=25_000_0) begin signal_out=0;signal_in=0;endelse if(cnt1==50_000_0) cnt1=0;【else begin signal_out=1;signal_in=0;endendalways @(posedge clk_50M) //50M分频产生1Hz时钟begincnt=cnt+1;if(cnt<=25_000_000) clk_1Hz=0;else if(cnt==50_000_000) cnt=0;else clk_1Hz=1;end/*被测信号signal_in作为个位的输入,，signal_in上升沿到来时ge位+1；进位输出是cout1，作为十位的输入*/always @(posedge signal_out or posedge reset or posedge clr)~begin if(reset) ge=0;else if(clr) ge=0;else begin if(count_en) begin if(ge==9) begin ge=0;cout1=1;endelse begin ge=ge+1;cout1=0;endendendend/*cout1作为十位的输入,cout1上升沿到来时shi位+1；进位输出是cout2，作为百位的输入*/always @(posedge cout1 or posedge reset or posedge clr)begin if(reset) shi=0;else if(clr) shi=0;￥else begin if(count_en) begin if(shi==9) begin shi=0;cout2=1;endelse begin shi=shi+1;cout2=0;endendendend/*cout2作为百位的输入,cout2上升沿到来时bai位+1；进位输出是cout3，作为千位的输入*/always @(posedge cout2 or posedge reset or posedge clr)begin if(reset) bai=0;else if(clr) bai=0;else begin if(count_en) begin if(bai==9) begin bai=0;cout3=1;endelse begin bai=bai+1;cout3=0;end…endendend/*cout3作为千位的输入,cout3上升沿到来时qian位+1；进位输出是cout4，作为万位的输入*/ always @(posedge cout3 or posedge reset or posedge clr)begin if(reset) qian=0;else if(clr) qian=0;else begin if(count_en) begin if(qian==9) begin qian=0;cout4=1;endelse begin qian=qian+1;cout4=0;endendend；endalways @(posedge cout4 or posedge reset or posedge clr)begin if(reset) wan=0;else if(clr) wan=0;else begin if(count_en) begin if(wan==9) begin wan=0;cout5=1;endelse begin wan=wan+1;cout5=0;endendendendalways @(posedge cout5 or posedge reset or posedge clr)begin if(reset) shiwan=0;<else if(clr) shiwan=0;else begin if(count_en) begin if(bai==9) begin shiwan=9;endelse begin shiwan=shiwan+1;endendendend/*****count_en=1时计数,count_en=0不允许计数********/always @(posedge clk_1Hz or posedge reset)begin if(reset) begin count_en=0;endelse begin count_en=~count_en;load=~count_en;endend//*****count_en下降沿到来时锁存数据****/ always @(negedge count_en)begin q0=ge; q1=shi;q2=bai; q3=qian;q4=wan; q5=shiwan;endassign clr=~clk_1Hz&load;/****调用数码管显示*****/led7s u0(q0,oHEX0);led7s u1(q1,oHEX1);led7s u2(q2,oHEX2);]led7s u3(q3,oHEX3);led7s u4(q4,oHEX4);led7s u5(q5,oHEX5);endmodulemodule led7s(datain,ledout);input[3:0] datain; output reg[6:0] ledout; always begin case(datain)0: ledout<=7'b1000000;1: ledout<=7'b1111001;2: ledout<=7'b0100100;3: ledout<=7'b0110000;）4: ledout<=7'b0011001;5: ledout<=7'b0010010;6: ledout<=7'b0000010;7: ledout<=7'b1111000;8: ledout<=7'b0000000;9: ledout<=7'b0010000;default:ledout<=7'b1000000;endcase endendmodule仿真波型：·五、心得体会虽然我以前上了Verilog HDL语言，但是这都实习中还是碰到了一些问题，通过向老师，向同学寻求帮助和在网上，在图书馆查找相关的资料来一点点解决遇到的问题，从中感觉自己对VHDL语言的理解又进了一步！对硬件描述语言和纯元件语言，如c语言之间的差别又有了更深一层次的理解，不过自我感觉想要对VHDL 语言要很熟练的掌握的话，还需要多多的联系才行的。

verilog hdl 习题答案Verilog HDL 习题答案Verilog HDL（硬件描述语言）是一种用于描述数字电路的硬件描述语言，它被广泛应用于数字系统的设计和验证。

在学习Verilog HDL的过程中，练习题是非常重要的，通过解答习题可以加深对Verilog HDL语言的理解，并提高设计和编程的能力。

下面我们将为您提供一些Verilog HDL习题的答案，希望能够帮助您更好地掌握这门语言。

1. 请编写一个Verilog HDL模块，实现一个4位全加器。

module full_adder(input wire a, b, cin,output wire sum, cout);assign sum = a ^ b ^ cin;assign cout = (a & b) | (b & cin) | (a & cin);endmodule2. 请编写一个Verilog HDL模块，实现一个4位加法器。

module adder_4bit(input wire [3:0] a, b,output wire [3:0] sum);wire c0, c1, c2;full_adder fa0(a[0], b[0], 1'b0, sum[0], c0);full_adder fa1(a[1], b[1], c0, sum[1], c1);full_adder fa2(a[2], b[2], c1, sum[2], c2);full_adder fa3(a[3], b[3], c2, sum[3], );endmodule3. 请编写一个Verilog HDL模块，实现一个4位移位寄存器。

module shift_register(input wire clk, rst, shift,input wire [3:0] in,output wire [3:0] out);reg [3:0] reg_data;always @(posedge clk or posedge rst) beginif(rst)reg_data <= 4'b0;else if(shift)reg_data <= {reg_data[2:0], in[0]};elsereg_data <= in;endassign out = reg_data;endmodule以上是一些常见的Verilog HDL习题的答案，通过这些习题的练习，相信您对Verilog HDL语言的掌握会更加深入。

verilog数字系统设计教程习题答案第二章HDL 既是一种行为描述语言，也是一种结构描述语言。

如果按照一定的规则和风格编写代码，就可以将功能行为模块通过工具自动转化为门级互联的结构模块。

这意味着利用Verilog语言所提供的功能，就可以构造一个模块间的清晰结构来描述复杂的大型设计，并对所需的逻辑电路进行严格的设计。

2.模块的基本结构由关键词module和endmodule构成。

3.一个复杂电路系统的完整Verilog HDL模型是由若干个Verilog HDL模块构成的，每一个模块又可以由若干个子模块构成。

其中有些模块需要综合成具体电路，而有些模块只是与用户所设计的模块交互的现存电路或激励信号源。

利用Verilog HDL语言结构所提供的这种功能就可以构造一个模块间的清晰层次结构来描述极其复杂的大型设计，并对所作设计的逻辑电路进行严格的验证。

HDL和VHDL作为描述硬件电路设计的语言，其共同的特点在于：能形式化地抽象表示电路的结构和行为、支持逻辑设计中层次与领域的描述、可借用高级语言的精巧结构来简化电路的描述、具有电路仿真与验证机制以保证设计的正确性、支持电路描述由高层到低层的综合转换、硬件描述与实现工艺无关（有关工艺参数可通过语言提供的属性包括进去）、便于文档管理、易于理解和设计重用。

5.不是6.将用行为和功能层次表达的电子系统转换为低层次的便于具体实现的模块组合装配的过程。

7.综合工具可以把HDL变成门级网表。

这方面Synopsys工具占有较大的优势，它的Design Compile是作为一个综合的工业标准，它还有另外一个产品叫Behavior Compiler，可以提供更高级的综合。

另外最近美国又出了一个软件叫Ambit，据说比Synopsys的软件更有效，可以综合50万门的电路，速度更快。

今年初Ambit被Cadence 公司收购，为此Cadence放弃了它原来的综合软件Synergy。

分频器是FPGA设计中使用频率非常高的基本设计之一，尽管在目前大部分设计中，广泛使用芯片厂家集成的锁相环资源，如赛灵思（Xilinx）的DLL.来进行时钟的分频，倍频以及相移。

但是对于时钟要求不高的基本设计，通过语言进行时钟的分频相移仍然非常流行，首先这种方法可以节省芯片内部的锁相环资源，再者，消耗不多的逻辑单元就可以达到对时钟操作的目的。

另一方面，通过语言设计进行时钟分频，可以看出设计者对设计语言的理解程度。

因此很多招聘单位在招聘时往往要求应聘者写一个分频器（比如奇数分频）以考核应聘人员的设计水平和理解程度。

下面讲讲对各种分频系数进行分频的方法：第一，偶数倍分频：偶数倍分频应该是大家都比较熟悉的分频，通过计数器计数是完全可以实现的。

如进行N倍偶数分频，那么可以通过由待分频的时钟触发计数器计数，当计数器从0计数到N/2-1时，输出时钟进行翻转，并给计数器一个复位信号，使得下一个时钟从零开始计数。

以此循环下去。

这种方法可以实现任意的偶数分频。

电路上只需一个D触发器和一个非门即可实现，Q(n+1)=D，D=~Q(n),clk_out=Q(n+1) .第二，奇数倍分频：奇数倍分频常常在论坛上有人问起，实际上，奇数倍分频有两种实现方法：占空比为非50%的三分频时钟，完全可以通过计数器来实现，如进行三分频，通过待分频时钟上升沿触发计数器进行模三计数，当计数器计数到邻近值进行两次翻转，比如可以在计数器计数到1时，输出时钟进行翻转，计数到2时再次进行翻转。

即是在计数值在邻近的1和2进行了两次翻转。

这样实现的三分频占空比为1/3或者2/3。

module three(clk_in,rst,clk_out);input clk_in,rst;output clk_out;reg clk_out;reg [1:0] count;always @(negedge rst or posedge clk_in)beginif(rst==0)begincount<=0;clk_out<=0;endelsebegincount<=count+1;if(count==1)clk_out<=~clk_out;else if(count==2)beginclk_out=~clk_out;count<=0;endendendendmodule另一种实现：module div3(CLKIN,CLKOUT,RESETn);input CLKIN,RESETn;output CLKOUT;wire d;reg q1,q2;wire CLKOUT;always @(negedge RESETn or posedge CLKIN)beginif (RESETn==1'b0)q1<=1'b0;elseq1<=d; //q1是d延迟一个时钟后的信号endalways @(negedge RESETn or posedge CLKIN)beginif (RESETn==1'b0)q2<=1'b0;elseq2<=q1; //q2是q1延迟一个时钟后的信号endassign d=~q1 & ~q2; //d在一个周期内，一个clk为高，另外两个clk为低assign CLKOUT=q2;endmodule电路中，利用两个D触发器和简单的门电路即可实现。

实验六Verilog设计分频器计数器电路答案实验六V e r i l o g设计分频器/计数器电路一、实验目的1、进一步掌握最基本时序电路的实现方法；2、学习分频器/计数器时序电路程序的编写方法；3、进一步学习同步和异步时序电路程序的编写方法。

二、实验内容1、用Verilog设计一个10分频的分频器，要求输入为clock（上升沿有效），reset（低电平复位），输出clockout为4个clock周期的低电平，4个clock 周期的高电平），文件命名为。

2、用Verilog设计一异步清零的十进制加法计数器，要求输入为时钟端CLK （上升沿）和异步清除端CLR（高电平复位），输出为进位端C和4位计数输出端Q，文件命名为。

3、用Verilog设计8位同步二进制加减法计数器，输入为时钟端CLK（上升沿有效）和异步清除端CLR（低电平有效），加减控制端UPDOWN，当UPDOWN 为1时执行加法计数，为0时执行减法计数；输出为进位端C和8位计数输出端Q，文件命名为。

4、用VERILOG设计一可变模数计数器，设计要求：令输入信号M1和M0控制计数模，当M1M0=00时为模18加法计数器；M1M0=01时为模4加法计数器；当M1M0=10时为模12加法计数器；M1M0=11时为模6加法计数器，输入clk 上升沿有效，文件命名为。

5、VerilogHDL设计有时钟时能的两位十进制计数器，有时钟使能的两位十进制计数器的元件符号如图所示，CLK是时钟输入端，上升沿有效；ENA是时钟使能控制输入端，高电平有效，当ENA=1时，时钟CLK才能输入；CLR 是复位输入端，高电平有效，异步清零；Q[3..0]是计数器低4位状态输出端，Q[7..0]是高4位状态输出端；COUT是进位输出端。

三、实验步骤实验一：分频器1、建立工程2、创建Verilog HDL文件3、输入10分频器程序代码并保存4、进行综合编译5、新建波形文件6、导入引脚7、设置信号源并保存8、生成网表9、功能仿真10、仿真结果分析由仿真结果可以看出clockout输出5个clock周期的低电平和5个clock 的高电平达到10分频的效果，设计正确。

Verilog设计分频器（⾯试必看）分频器是指使输出信号频率为输⼊信号频率整数分之⼀的电⼦电路。

在许多电⼦设备中如电⼦钟、频率合成器等，需要各种不同频率的信号协同⼯作，常⽤的⽅法是以稳定度⾼的晶体振荡器为主振源，通过变换得到所需要的各种频率成分，分频器是⼀种主要变换⼿段。

　早期的分频器多为正弦分频器，随着数字集成电路的发展，脉冲分频器（⼜称数字分频器）逐渐取代了正弦分频器。

下⾯以Verilog HDL 语⾔为基础介绍占空⽐为50%的分频器。

1、偶分频 偶分频电路指的是分频系数为 2、4、6、8 ... 等偶数整数的分频电路，我们可以直接进⾏分频。

例如下⾯ divider.v 中，对输⼊时钟进⾏6分频，即假设clk 为 50MHz ，分频后的时钟频率为 (50/6) MHz。

程序如下：设计代码：1//rtl2module divider(3 clk,4 rst_n,5 clk_div6 );7input clk;8input rst_n;9output clk_div;10reg clk_div;1112parameter NUM_DIV = 6;13reg [3:0] cnt;1415always @(posedge clk or negedge rst_n)16if(!rst_n) begin17 cnt <= 4'd0;18 clk_div <= 1'b0;19end20else if(cnt < NUM_DIV / 2 - 1) begin21 cnt <= cnt + 1'b1;22 clk_div <= clk_div;23end24else begin25 cnt <= 4'd0;26 clk_div <= ~clk_div;27end28endmoduleView Code仿真程序：1//tb2module divider_tb();3reg clk;4reg rst_n;5wire clk_div;6parameter DELY=100;7 divider U_divider(8 .clk (clk ),9 .rst_n (rst_n ),10 .clk_div(clk_div)11 );12always #(DELY/2) clk=~clk;//产⽣时钟波形13initial begin14 $fsdbDumpfile("divider_even.fsdb");15 $fsdbDumpvars(0,U_divider);16end17initial begin18 clk=0;rst_n=0;19 #DELY rst_n=1;20 #((DELY*20)) $finish;21end22endmoduleView Code可以看到，clk的上升沿，采样到cnt=2的时候，就翻转,采样到0和1的时候，保持。

注意：9.3 程序代码由于本章所涉及的实例程序太长，并因篇幅所限我们把它放到了的“下载专区”。

请到该书源代码文件的根目录寻找：JPEG实例程序.doc，这个文件就是本章所用的代码。

第1章习题1．解释目前市面上的MP3 Player为什么多采用DSP based的设计，而在液晶屏幕里的图像缩放控制器（Scaler）为什么都采用硬件（Hardwire based）的设计。

mp3的动作时钟低，若采用硬件设计，则许多电路大部分时间皆在闲置状况，以DSP设计，调整程序即能解码WMA的编码格式，这是硬件设计难以办到的。

Scaler的动作频率在SVGA时高达135MHz，且功能性单纯，并不需要太大的弹性，故适宜采用硬件架构设计。

若采用DSP设计，频宽和时钟将难以满足。

2．叙述为什么需要做形式验证（Formal Verification）。

最初是因为后端（AP&R）为了满足时序上的要求而加入Buffer，这使得电路存在功能被改变的风险，因此需要做形式验证。

不过近年来形式验证已发展到 RTL-RTL、RTL-Gate、Gate-Gate的互相比较，且在测试电路的加入后，形式验证显得更加重要。

3．试简述IC开发的流程。

参考本章1.2节部分4．解释需降低系统功率消耗的原因。

5．假设电路操作情形如图1-65所示，试估计电路消耗的Internal power及Switching power。

图1-65 电路操作情形举例第2章习题1．描述一个模块通常会包含哪些部分？其中有哪些是必要的？模块名称、输出入管脚、管脚声明、参数定义、include声明、变量声明、程序主体、endmodule。

只有模块名称、endmodule、变量声明、程序主体是必要的。

2．利用我们在数字逻辑里学到的知识，将四输入的多任务器以其他逻辑器件（如NOR Gate）实现。

3．定义一输入及四输出，输入输出都为8 位，两个选项的多任务器，其输出输入可以以表格描述如下。

、问答题、下面哪些是正确的用户定义的标识符？对错误的标识符，指出其错误的原 、读程序，回答相关问题： 1、module a1(a,b,sel,out);in put [3:0] a,b ; in put [1:0] sel ; output [3:0] out ; always @(a or b or sel) case (sel) 2 '22若输入1) a=s ' b0111 b=4 'b0100 sel=2 'b00 问输出out= 1011 ； 2) a=s ' b1011 b=4 'b0100 sel=2 'b01 问输出out= 1011 ； 3) a=s ' b1011 b=4 'b0100 sel=2 'b10 问输出out= 0100 ； 4) a=s ' b1011 b=4 'b0100 sel=2 'b11 问输出out=.0111 .100ns/10ns timescalemodule gete2( a,b,out); in put a,b ;2endcase ;endmodule1) 2) 3) 4) Help 2nd_item casex in teger 5) _na36me 6) 7) 8) 9)$time module‘ xy_a7tyr10) myex4 mp 、定义如下的变量和常量 32位的寄存器变量buf1 整数age 容量为256单元、字长为 VX ，以数字2为首X , casex 是verilog 的关键字 X , integer 是 verilog 的关键字 V XX , modul 是 everilog 的关键字 X,不允许出现字符‘ X,以数字7为首 X,含有空格符 1) 2) 3) reg[31:0] buf1 ; in teger age ；16位的存储器memoryreg[15:0] memory[255:0];长度为32的向量buf2 值为50的参数COUNT 4) 5) 、写出下列表达式的值1) 3) 5) 7) reg[31:0] buf2 ; parameter COUNT=50 ; (20==5) ? 8: (26>3) ? 3 : 94' b0110&4' b1100 0100 4' b0011|4' b1100 1111 9%6 3 8 ) 4' 3 2 ) 9/6 1 4 ) 4 ' b0110&&4 b1100 1 6 ) 4' b0011||4 ' b1100 1 b0111>>2 0001 9 ) 4' b0111<<2 1100 b00 : out=a+b ; b01 : out=a ; b10 : out=b b11 : out=a-b ; 2、'问：仿真时，当输入a 、b 从11变到01时，贝U 输出out 如何变化？相对a 的 变化，out 的变化延时多少时间？ 延时1540ns 3、module a2( clk,clr,set,a, z);input a,clk,clr ; output reg z ;reg[3:0] q ;always @(posedge clk or posedge clr)beg in if (clr) q<=4 ' b0 ;else if (set) qv=4'hf ; else beg in q<<1; q[0]<=a; endendassig n z=q[3]; en dmodule试判断该逻辑电路的逻辑功能；若输入信号set 、clr 、clk 、a 的波形如下, 试画出输出 z 的波形。